説明

検証方法及び検証装置

【課題】OPC後のマスクパターンに対する、高精度で短TAT化が可能な検証方法を提供する。
【解決手段】OPC後のマスクパターン20から検出される欠陥部21を含む検証領域22に対して、リソグラフィシミュレーション部11によりシミュレーションを行い、ウエハ上におけるContour図形23を生成し、ニューラルネットワーク処理部12により、予め、OPCで生じる欠陥の属性を学習させた第1のニューラルネットワークに、欠陥部21を合成した検証領域22の設計データ24を入力して欠陥の属性を判定し、ニューラルネットワーク処理部13により、予め、Contour図形23と欠陥の属性の組み合わせの合否を学習させた第2のニューラルネットワークに、今回生成されたContour図形23及び、判定された欠陥の属性を入力して合否判定を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は検証方法及び検証装置に関し、特に半導体製造工程において生成するマスクパターンを検証する検証方法及び検証装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年の高精度なLSI(Large Scale Integrated circuit)には、高精度なパターン形成技術が必要不可欠であり、マスクパターンの形成においては光近接効果補正(OPC(Optical Proximity Correction))が適用されている。OPCは高集積/高密度となっている現在のテクノロジにおいては、処理が複雑化し、且つ、長TAT(Turn Around Time)化が進む傾向にあり、高精度な検証とともに短TAT化が重要となっている。
【0003】
従来、マスクデータ処理工程で実施しているOPCの図形保証は、OPC前の図形と、OPC後の図形を比較した移動量の検証と、OPC後の図形に対し、線幅、間隔、突起、ノッチの検証を実施して欠陥箇所を検出していた。
【0004】
OPC後の欠陥を検出する技術としては、ニューラルネットワークに、予めOPCが正常な場合と、異常な場合のマスクパターンの違いを学習させておき、補正後のマスクパターンから異常補正部分を検出するものなどがあった(たとえば、特許文献1参照)。
【0005】
さらに、高精度に検証を行うために、OPC後のマスクパターンで検出された欠陥箇所に対して、シミュレーションにより、ウエハ上に転写した際に生成される予想転写図形(以下Contour図形と称す)を生成する。さらに、プロセス工程を把握したエンジニアが、Contour図形を検証して、ウエハ上でのパターンの消失、断線またはショートの可能性を確認して合否判定を行っていた。
【特許文献1】特開平8−160598号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、従来、ウエハプロセス上での条件のばらつき(Doseやプロセスウィンドウなど)を変更してシミュレーションを行い、複数のContour図形を作成して変化量を調べ、合否判定を行っており、作業工数も多く長TAT化につながるという問題があった。
【0007】
また、同じ種類の欠陥においても周辺の図形との関係により合否が異なってくることがあり、エンジニアのスキルの違いにより合否判定結果が異なってしまうという問題もあった。
【0008】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、高精度で短TAT化が可能な検証方法及び検証装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、OPC後のマスクパターンの検証領域に対して、リソグラフィシミュレーション部がシミュレーションを行い、ウエハ上におけるContour図形を生成する工程と、予め欠陥の属性を学習した第1のニューラルネットワーク処理部が、前記検証領域の設計データを取得して前記属性を判定する工程と、予め前記Contour図形と前記属性の組み合わせの合否を学習した第2のニューラルネットワーク処理部が、前記Contour図形及び、判定された前記属性に基づいて合否判定する工程と、を有することを特徴とする検証方法を提案する。
【0010】
上記の方法によれば、第2のニューラルネットワーク処理部は、第1のニューラルネットワーク処理部で判定された欠陥の属性と、リソグラフィシミュレーション部で生成されたContour図形に基づいて合否判定を行う。
【0011】
また、OPC後のマスクパターンの検証領域に対して、リソグラフィシミュレーション部がシミュレーションを行い、ウエハ上におけるContour図形を生成する工程と、予め欠陥の属性を学習した第1のニューラルネットワーク処理部が、前記検証領域の設計データを取得して前記属性を判定する工程と、排他的論理和演算部が、前記Contour図形と、前記設計データとの排他的論理和演算を行うことで差分図形を生成する工程と、予め前記差分図形と前記属性の組み合わせの合否を学習した第2のニューラルネットワーク処理部が、前記差分図形及び、判定された前記属性に基づいて合否判定する工程と、を有することを特徴とする検証方法を提案する。
【0012】
上記の方法によれば、第2のニューラルネットワーク処理部は、排他的論理和演算部で生成されたContour図形と検証領域における設計データとの排他的論理和演算部により生成された差分図形と、第1のニューラルネットワーク処理部で判定された欠陥の属性に基づいて合否判定を行う。
【発明の効果】
【0013】
本発明では、欠陥の属性を第1のニューラルネットワーク処理部で判定した後、Contour図形と、判定した欠陥の属性に基づいて、第2のニューラルネットワーク処理部が合否判定するので、高精度に、OPC後のマスクパターンの合否判定を行うことができる。また、従来、エンジニアによって行われていた合否判定を、ニューラルネットワークを用いて行うことができるため、エンジニアのスキルによらず、一定の品質を保証することができるとともに、短TAT化が期待できる。
【0014】
また、第2のニューラルネットワーク処理部が、Contour図形の代わりに、設計データとContour図形との差分図形に基づいて合否判定をするようにしても同様の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、第1の実施の形態の検証装置の概略の構成を示す図である。
第1の実施の形態の検証装置10は、リソグラフィシミュレーション部11と2つのニューラルネットワーク処理部12,13を有している。
【0016】
リソグラフィシミュレーション部11は、OPC処理後のマスクパターン20において、検出される欠陥部(以下欠陥図形という)21を含む検証領域(以下Contour発生領域という)22に対して、シミュレーションを行い、マスクパターン20を用いたときに、ウエハ上に転写されるContour図形23を生成する。
【0017】
なお、欠陥図形21は、OPC処理前のマスクパターンと、OPC処理後のマスクパターン20とのXOR(排他的論理和)演算により検出でき、OPC処理による過剰補正などに起因して発生するものである。図1の例では、線幅エラーが生じた場合について示している。
【0018】
Contour発生領域22は、検出された欠陥図形21の周囲を拡大して、検証領域として指定したものである。これは、チップ全体に対してシミュレーションを行うと、処理時間が膨大なものとなるためである。
【0019】
ニューラルネットワーク処理部12は、予め、OPCで生じる欠陥の属性を学習しており、Contour発生領域22の設計データ(以下ターゲットパターンという)24を取得し、欠陥図形21がどのような属性の欠陥かを判定する。欠陥の属性には、図1のようなマスクパターン20のライン部での欠陥の他に、ライン端での欠陥またはコーナ部での欠陥がある。
【0020】
図2は、欠陥の属性を判定するニューラルネットワークの例を示す図である。
ニューラルネットワーク処理部12で構築されるニューラルネットワーク30は、図のようなユニットA0,A1,…,An,B0,B1,…,Bn,C0,C1,…,Cn,D0,D1,D2と結合荷重(重み値)wからなる。なお、ここでは、中間層は2層としているが、3層以上としてもよい。
【0021】
各ユニットでは前層のユニットの信号と重み値wをもとに演算が行われる。たとえば、ユニットB0の信号b0は、ユニットA0,A1,A2の信号をa0,a1,a2、重み値をw0,w1,w2とすると、b0=a0×w0+a1×w1+a2×w2、と表せる。
【0022】
ニューラルネットワーク30は、予めOPCで生じる欠陥の属性を学習している。たとえば、ライン部での欠陥の場合はユニットD0から、ライン端での欠陥の場合はユニットD1から、コーナ部での欠陥の場合はユニットD2から、“1”に近い値が出力されるように、重み値wが調整されている。
【0023】
ニューラルネットワーク30の学習は、始めに所定の値を重み値wとして設定し、欠陥の属性がわかっている図形をユニットA0〜Anから入力して、そのときのユニットD0,D1,D2からの出力信号が、正解値(欠陥の属性)を与える教師信号と同一になるように、重み値wを調整することで行われる。たとえば、ライン部の欠陥である図形を入力した際に、ユニットD0,D1,D2からそれぞれ“0.5”が出力された際、教師信号としてユニットD0に“1”,ユニットD1に“0”、ユニットD2に“0”を与え、重み値wを調整する。この調整は、出力信号と正解値との誤差が一定の閾値以下になるまで繰り返し行われる。
【0024】
なお、ニューラルネットワーク30には、ビットマップ化されたデータをドットごとに入力する。たとえば、入力ドットが黒であれば“1”を入力し、白であれば“0”、ドットの半分が黒の場合には“0.5”を入力する。
【0025】
一方、ニューラルネットワーク処理部13は、予め、Contour図形と欠陥の属性の組み合わせの合否を学習しており、Contour図形23及び、ニューラルネットワーク処理部12で判定された欠陥の属性に基づいて合否判定を行う。
【0026】
図3は、合否判定を行うニューラルネットワークの例を示す図である。
ニューラルネットワーク処理部13で構築されるニューラルネットワーク40は、図のようなユニットE0,E1,…,Em,F0,F1,…,Fm,G0,G1,…,Gm,H0と重み値wからなる。中間層は2層としているが、3層以上としてもよい。ニューラルネットワーク40は、予めContour図形と欠陥の属性の組み合わせの合否を学習している。学習の際には、合格または不合格である欠陥の属性とContour図形との組み合わせを何種類もユニットE0〜Emから入力して、答え(合否)をユニットH0から教師信号として繰り返し与えることで行われる。
【0027】
図4は、不合格のContour図形の例である。
黒部分がContour図形23を示しており、ターゲットパターン24とともに図示している。このようなContour図形23の場合、たとえばライン端41で、ターゲットパターン24との間に大きな差が生じている。このとき、隣接するパターンとの距離が短くなり、ショートの恐れがあるため不合格のContour図形23とする。
【0028】
なお、欠陥の属性は、図3のニューラルネットワーク40のユニットE0,E1,E2から入力される。たとえば、ライン端での欠陥の場合は、ユニットE1に“1”が入力され、ユニットE0,E2は“0”が入力される。Contour図形23は、ビットマップ化され、ドットごとにユニットE3〜Emに入力される。
【0029】
以下、第1の実施の形態の検証装置10による検証方法を説明する。
リソグラフィシミュレーション部11は、図1のようなContour発生領域22に対して、リソグラフィシミュレーションを行う。この際、Doseやプロセスウィンドウなど、露光時の製造条件を入力して、シミュレーションを行い、ウエハ上に転写されるContour図形23を生成する。
【0030】
一方、ニューラルネットワーク処理部12は、図2で示したようなニューラルネットワーク30に対して、ターゲットパターン24と、欠陥図形21を、ビットマップ化してドットごとに入力して、欠陥の属性を判定する。たとえば、図1のような欠陥図形21の場合、ライン部の欠陥としてユニットD0から“1”が出力される。
【0031】
次に、ニューラルネットワーク処理部13は、リソグラフィシミュレーション部11で生成されたContour図形23と、ニューラルネットワーク処理部12で判定された欠陥の属性を、図3で示したようなニューラルネットワーク40に入力する。そして、Contour図形23の合否を判定する。
【0032】
このように、第1の実施の形態の検証装置10では、欠陥の属性をニューラルネットワーク処理部12で判定した後、Contour図形23と、判定した欠陥の属性に基づいてニューラルネットワーク処理部13が合否判定するので、高精度に、OPC後のマスクパターンの合否判定を行うことができる。また、従来、エンジニアによって行われていた合否判定を、ニューラルネットワーク処理部13を用いて行うことができるため、エンジニアのスキルによらず、一定の品質を保証することができるとともに、短TAT化が期待できる。
【0033】
次に、第2の実施の形態の検証装置を説明する。
図5は、第2の実施の形態の検証装置の概略の構成を示す図である。
第1の実施の形態の検証装置10と同一の構成要素については同一符号としている。
【0034】
なお、ここでは、図1に示したリソグラフィシミュレーション部11は図示を省略している。
第2の実施の形態の検証装置50は、第1の実施の形態の検証装置10と異なり、XOR演算部51を有している。
【0035】
XOR演算部51は、リソグラフィシミュレーション部11で生成されたContour図形23と、Contour発生領域22におけるターゲットパターン24とを入力し、XOR演算を行い、差分図形を生成し、ニューラルネットワーク処理部13に入力する。つまり、第1の実施の形態の検証装置10では、Contour図形23をそのままニューラルネットワーク処理部13に入力していたが、第2の実施の形態の検証装置50では、Contour図形23の代わりに差分図形を入力する。
【0036】
図6は、差分図形の例を示す図である。
ここでは、ライン端におけるターゲットパターン24aと、Contour図形23aとのXOR演算の結果を示している。OPC補正後のマスクパターンをもとにリソグラフィシミュレーション部11で生成されたContour図形23aは、ターゲットパターン24aとは異なってくる。そのため、XOR演算を行うことで、図のような差分図形52を得ることができる。
【0037】
図7は、差分図形をニューラルネットワークに入力する様子を示す図である。
XOR演算で得られた差分図形52aを含む、Contour発生領域をビットマップ化して、ドットごとにニューラルネットワーク60に入力する。なお、第2の実施の形態検証装置50において、ニューラルネットワーク処理部13で構築されるニューラルネットワーク60は、予め、差分図形と欠陥の属性の組み合わせの合否を学習している。
【0038】
ニューラルネットワーク60に、欠陥の属性と、XOR演算部51で生成された差分図形とが入力されると、合否判定結果が出力される。
このように、Contour図形をニューラルネットワーク60に入力する代わりに、差分図形を入力しても、高精度にOPC後のマスクパターンの合否判定を行うことができるとともに、短TAT化が期待できる。
【0039】
なお、第1または第2の実施の形態の検証装置10,50において、合否判定を行うニューラルネットワーク40,60に、さらに、製造条件(プロセスレシピ)を学習させるようにしてもよい。これは、同一のContour図形でも、製造ラインによって、判定結果を変える必要があるからである。
【0040】
製造条件のパラメータとしては、露光条件、露光機情報、エッチング条件などがある。これらをニューラルネットワーク40,60への入力データとする。
そして、合否判定時には、前述した属性情報と、Contour図形または差分図形とともに、製造条件をニューラルネットワーク40,60に入力することで、複数の製造ラインに応じた合否判定結果を得ることができる。
【0041】
ところで、前述した、図1,図5の検証装置10,50は、以下のようなハードウェア構成にて実現可能である。
図8は、検証装置のハードウェア構成例を示す図である。
【0042】
検証装置10,50は、コンピュータ70で実現される。
コンピュータ70は、CPU(Central Processing Unit)71、ROM(Read Only Memory)72、RAM(Random Access Memory)73、HDD(Hard Disk Drive)74、グラフィック処理部75、入力I/F(Interface)76などによって構成され、これらはバス77を介して相互に接続されている。
【0043】
ここで、CPU71は、ROM72や、HDD74に格納されているプログラムや、各種データに応じて各部を制御し、図1,図5に示した検証装置10,50のリソグラフィシミュレーション部11、ニューラルネットワーク処理部12,13、XOR演算部51の機能を行う。
【0044】
ROM72は、CPU71が実行する基本的なプログラムやデータを格納している。
RAM73は、CPU71が実行途中のプログラムや、演算途中のデータを格納している。たとえば、ニューラルネットワークの演算の際の重み値などを格納する。また、検証中の欠陥図形や、Contour図形などを格納する。
【0045】
HDD74は、CPU71が実行するOS(Operation System)や、各種アプリケーションプログラムの他、設計データ、OPC後のマスクパターンや製造条件など各種データを格納する。
【0046】
グラフィック処理部75には、表示装置としてたとえば、ディスプレイ75aが接続されており、CPU71からの描画命令に従って、ディスプレイ75a上に、Contour図形の合否判定結果などを表示する。
【0047】
入力I/F76には、マウス76aやキーボード76bなどの入力装置が接続されており、ユーザにより入力された情報を受信し、バス77を介してCPU71に伝送する。
以上、高精度、且つ短TATの検証を可能とする検証装置及び検証方法について説明してきたが、精度を優先しない場合には、Contour図形またはXOR演算により生成した差分図形の合否を学習させたニューラルネットワークに、Contour図形のみまたは差分図形のみを入力して、合否判定を行うようにしてもよい。これにより、TATを短くすることができる。
【0048】
(付記1) 光近接効果補正後のマスクパターンの検証領域に対して、リソグラフィシミュレーション部がシミュレーションを行い、ウエハ上における予想転写図形を生成する工程と、
予め欠陥の属性を学習した第1のニューラルネットワーク処理部が、前記検証領域の設計データを取得して前記属性を判定する工程と、
予め前記予想転写図形と前記属性の組み合わせの合否を学習した第2のニューラルネットワーク処理部が、前記予想転写図形及び、判定された前記属性に基づいて合否判定する工程と、
を有することを特徴とする検証方法。
【0049】
(付記2) 光近接効果補正後のマスクパターンの検証領域に対して、リソグラフィシミュレーション部がシミュレーションを行い、ウエハ上における予想転写図形を生成する工程と、
予め欠陥の属性を学習した第1のニューラルネットワーク処理部が、前記検証領域の設計データを取得して前記属性を判定する工程と、
排他的論理和演算部が、前記予想転写図形と、前記設計データとの排他的論理和演算を行うことで差分図形を生成する工程と、
予め前記差分図形と前記属性の組み合わせの合否を学習した第2のニューラルネットワーク処理部が、前記差分図形及び、判定された前記属性に基づいて合否判定する工程と、
を有することを特徴とする検証方法。
【0050】
(付記3) 前記合否判定する工程は、前記第2のニューラルネットワーク処理部が、予め製造条件による合否を学習し、前記属性、前記予想転写図形または前記差分図形とともに製造ラインにおける前記製造条件を取得することで前記合否判定を行うことを特徴とする付記1または2記載の検証方法。
【0051】
(付記4) 前記属性は、前記マスクパターンのライン部の欠陥、ライン端での欠陥またはコーナ部での欠陥であることを特徴とする付記1乃至3記載の検証方法。
(付記5) 光近接効果補正後のマスクパターンの検証領域に対してシミュレーションを行い、ウエハ上における予想転写図形を生成するリソグラフィシミュレーション部と、
予め欠陥の属性を学習し、前記検証領域の設計データに基づいて前記属性を判定する第1のニューラルネットワーク処理部と、
予め前記予想転写図形と前記属性の組み合わせの合否を学習し、前記予想転写図形及び、判定された前記属性に基づいて合否判定を行う第2のニューラルネットワーク処理部と、
を有することを特徴とする検証装置。
【0052】
(付記6) 光近接効果補正後のマスクパターンの検証領域に対してシミュレーションを行い、ウエハ上における予想転写図形を生成するリソグラフィシミュレーション部と、
予め欠陥の属性を学習し、前記検証領域の設計データに基づいて前記属性を判定する第1のニューラルネットワーク処理部と、
前記予想転写図形と、前記設計データとの排他的論理和演算を行うことで差分図形を生成する排他的論理和演算部と、
予め前記差分図形と前記属性の組み合わせの合否を学習し、前記差分図形及び、判定された前記属性に基づいて合否判定する第2のニューラルネットワーク処理部と、
を有することを特徴とする検証装置。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1】第1の実施の形態の検証装置の概略の構成を示す図である。
【図2】欠陥の属性を判定するニューラルネットワークの例を示す図である。
【図3】合否判定を行うニューラルネットワークの例を示す図である。
【図4】不合格のContour図形の例である。
【図5】第2の実施の形態の検証装置の概略の構成を示す図である。
【図6】差分図形の例を示す図である。
【図7】差分図形をニューラルネットワークに入力する様子を示す図である。
【図8】検証装置のハードウェア構成例を示す図である。
【符号の説明】
【0054】
10 検証装置
11 リソグラフィシミュレーション部
12,13 ニューラルネットワーク処理部
20 マスクパターン
21 欠陥部(欠陥図形)
22 検証領域(Contour発生領域)
23 予想転写図形(Contour図形)
24 設計データ(ターゲットパターン)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光近接効果補正後のマスクパターンの検証領域に対して、リソグラフィシミュレーション部がシミュレーションを行い、ウエハ上における予想転写図形を生成する工程と、
予め欠陥の属性を学習した第1のニューラルネットワーク処理部が、前記検証領域の設計データを取得して前記属性を判定する工程と、
予め前記予想転写図形と前記属性の組み合わせの合否を学習した第2のニューラルネットワーク処理部が、前記予想転写図形及び、判定された前記属性に基づいて合否判定する工程と、
を有することを特徴とする検証方法。
【請求項2】
光近接効果補正後のマスクパターンの検証領域に対して、リソグラフィシミュレーション部がシミュレーションを行い、ウエハ上における予想転写図形を生成する工程と、
予め欠陥の属性を学習した第1のニューラルネットワーク処理部が、前記検証領域の設計データを取得して前記属性を判定する工程と、
排他的論理和演算部が、前記予想転写図形と、前記設計データとの排他的論理和演算を行うことで差分図形を生成する工程と、
予め前記差分図形と前記属性の組み合わせの合否を学習した第2のニューラルネットワーク処理部が、前記差分図形及び、判定された前記属性に基づいて合否判定する工程と、
を有することを特徴とする検証方法。
【請求項3】
前記合否判定する工程は、前記第2のニューラルネットワーク処理部が、予め製造条件による合否を学習し、前記属性、前記予想転写図形または前記差分図形とともに製造ラインにおける前記製造条件を取得することで前記合否判定を行うことを特徴とする請求項1または2記載の検証方法。
【請求項4】
前記属性は、前記マスクパターンのライン部の欠陥、ライン端での欠陥またはコーナ部での欠陥であることを特徴とする請求項1乃至3記載の検証方法。
【請求項5】
光近接効果補正後のマスクパターンの検証領域に対してシミュレーションを行い、ウエハ上における予想転写図形を生成するリソグラフィシミュレーション部と、
予め欠陥の属性を学習し、前記検証領域の設計データに基づいて前記属性を判定する第1のニューラルネットワーク処理部と、
予め前記予想転写図形と前記属性の組み合わせの合否を学習し、前記予想転写図形及び、判定された前記属性に基づいて合否判定を行う第2のニューラルネットワーク処理部と、
を有することを特徴とする検証装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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